- 頭條南瑞繼保電氣公司科研人員提出多端電流差動保護的研究成果2022-03-06 作者：徐曉春、李奔 等 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語隨著新能源的蓬勃發展，多端輸電線路的應用場景逐漸增多，多端電流差動保護應用成為最佳選擇。南京南瑞繼保電氣有限公司的研究人員徐曉春、李奔 等，在2021年第11期《電氣技術》上撰文，提出一種基于同步相量的多端電流差動保護方法，使多端輸電線路的差動保護應用具備可行性。 他們基于IEC 61850-90-5協議，通過網絡報文方式傳輸可路由的電氣量信息，實現縱聯通信數據定義的標準化。在分析同步相量特性的基礎上，提出一種不依賴通道收發時延一致性的差動保護同步方法，并進一步提出基于光纖和5G無線通信的通道拓展方式，在保證差動保護可靠性的前提下，有效提高多端電流差動保護對通道的適應性，提升多端輸電線路系統的供電可靠性。
近年來，風電和光伏等新能源建設加速，發展迅猛，因線路走廊、變電間隔和土地資源的限制，新能源并網以多端線路方式接入電網的要求逐漸迫切。多端線路的特點是不同的分支線路共同連接在同一條聯網線路上，對保護的可靠性、靈敏性提出了更高的要求。
由于多端線路結構的特殊性，線路上任何位置發生故障都會影響整條線路的正常運行，一旦出現故障就要求快速隔離故障；常規的后備保護（距離保護、零序保護等）因定值整定配合困難，無法滿足速動性和選擇性的要求。多端差動保護是此類線路的最佳配置方案，可以解決目前分布式新能源電力送出線路繼電保護配置的難題。
多端線路的差動保護涉及的通信節點多、通信結構復雜，采用傳統的乒乓原理進行同步的方案復雜、對通道的要求高，且需要耗費大量的專用通信資源，成為制約多端差動保護應用的重要因素。
典型的多端線路如圖1所示，主要具備以下特征：1）不同的節點連接在同一條聯網線路上；2）線路的連接方式不固定，可能會出現節點新增或者減少的情況，保護裝置需要能夠適應線路拓撲改變的情況；3）傳統的后備保護由于原理的限制，存在無法整定配合的問題，不能滿足靈敏性和可靠性的要求。
圖1 典型多端線路
電流差動保護具有天然的區間隔離和選相能力，成為多端線路保護的首選。目前，國內外針對高電壓等級的多端差動研究和實際應用較少，隨著近幾年新能源推廣，出現了大量的新能源廠站T接入原有輸電線路的應用需求。
目前，現有的多端差動保護實現方案主要基于主從式的通信拓撲架構，從機將本側的采樣數據通過光纖傳遞給主機，主機進行差動邏輯計算，并將計算結果反饋給從機，執行跳閘命令。電流差動保護之間采用專用的通信通道進行數據傳輸和數據同步，對通信通道的可靠性和收發路由的一致性需要達到最高要求。在實際應用中，特別是新能源線路T接入原有線路的應用場景中，可能出現“無通道可用”的情況。
為合理有效利用站間通信資源，基于IEC 61850-90-5通信協議，南京南瑞繼保電氣有限公司的研究人員提出了一種基于同步相量的多端電流差動保護方案，實現了站間通信協議的標準化和網絡化。利用同步相量采樣時刻的一致性，實現了多端電流差動保護方法的新拓展。
圖2 RTDS仿真模型
相比于現有的技術方案具有以下技術特征：
1）擴大了應用場景，提升了多端差動的實施可行性。所提出的差動保護方法，對網絡介質的形式和通道的時延一致性不敏感，在實際應用中可以采用光纖通道或者5G無線通道進行數據傳輸。
2）采用光纖通道組成HSR環網時，能夠形成通道保護，提高通道的可靠性。
3）基于同步相量的多端差動保護，采用基于R-SV標準報文協議，使不同制造廠家的互通成為可能。
4）各側的保護裝置均能采集到完整數據進行差動計算，提高了差動保護計算的冗余性，提升了系統的整體可靠性。
本文編自2021年第11期《電氣技術》，論文標題為“基于同步相量的多端電流差動保護”，作者為徐曉春、李奔 等。
